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用于确保信号完整性的ESD保护器件新结构
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随着视频图像分辨率以及色彩深度的提高，数字视频信号的速率呈现越来越高的趋势，ESD(静电放电)保护器件作为高速数字信号接口如HDMI、DVI、USB等中必不可少的模拟元器件，一种发展趋势是采用IC制造工艺做成集成在单一芯片中的ESD保护器件阵列;另一种是采用分立元件制造工艺，做成分立的ESD保护器件。
ESD保护器件的新材料以及制造工艺的发展驱动力在于，既要具备很高的抗静电放电的能力，又要具有超低的电容。
传统ESD保护器件的局限性
最常见的ESD保护器件可以分为三类：聚合体、变阻器/抑制器以及二极管。
聚合体器件
聚合体因具有低于0.05～1.0 pF数量级的电容，它在高频应用中似乎具有吸引力，但是，这种低电容特性也带来了一些副作用。
聚合体击穿的触发电平远远高于钳位电平，典型的聚合体ESD保护器件的击穿电压高达500V，击穿之后迅速回复至高达150V的钳位电平。当电荷被释放后，聚合体才恢复高阻状态，这就需要花费很长的恢复时间。
变阻器和抑制器
变阻器和抑制器是非线性可变电阻器。抑制器存在的问题在于触发电压高、钳位电压高以及电阻高，典型的低电容抑制器的钳位电压范围150～500V，动态电阻在20~40Ω之间，从而导致大部分能量能够抵达受保护器件，而不是被旁路到地。此外，变阻器和抑制器存在的最大问题是每次ESD冲击之后，器件的电特性会发生变化，包括电容参数。
二极管
ESD保护二极管具有低的钳位电压、低电阻以及快速开启时间和更高的可靠性等特点，因此，能提供最佳的保护特性，最新的ESD保护二极管已经可以做到低于1pF的电容，因此，使之成为ESD保护的理想选择之一。许多公司提供针对ESD保护的二极管阵列。可是，片上ESD保护二极管存在的问题在于要进一步提高抗ESD冲击的能力有限，它更适合于便携式产品。
随着数字信号速率的提高，传统的ESD保护器件均存在一定的局限性，因此，有必要研究更为有效的ESD保护器件的新结构和新材料。
确保信号完整性对保护器件的
3个要求
ESD保护器件的设计和制造除了要遵循ESD保护准则之外，同等重要的就是ESD保护器件必须符合数据传输过程中确保信号完整性的要求。
新一代ESD保护器件必须要通过下列手段确保数字信号的完整性：
(1) 提供更大的带宽;
(2) 减低电容;
(3) 确保各个批次的ESD保护器件具有一致的特性。
ESD保护器件既要对电容和带宽进行最优化，又要求对具有多条接口线的器件来说，接在各条线上的保护器件具有均匀一致的特性，为的是防止出现不一致的数据通道以及串扰。
按照参考文献[3]给出的测量方法，利用眼图技术可以确定ESD保护器件的电容和带宽对信号完整性的影响，如图1所示。
图中各数字的意义如下所述：
⑴“0”电平：对逻辑“0”的平均值的测量;
⑵ “1”电平：对逻辑“1”的平均值的测量;
⑶ 上升时间：对数据向上跳变时间的测量;
⑷ 下降时间：对数据向下跳变时间的测量;
⑸ 眼高：对垂直开口的测量，确定因噪声引起的眼的闭合程度;
⑹ 眼宽：对水平开口的测量，确定抖动对眼的开口的影响;
⑺ 确定性抖动：由其理想时间的跃迁导出，它由相对于其他跳变的反射引起;
⑻ 眼幅：逻辑“0”和逻辑“1”的柱状图平均值的差;
⑼ 比特率：比特周期的倒数。
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